研究背景

新生大洋岩石圈的形成存在两种机制：一是洋中脊岩浆增生，通过地幔上涌生成新的大洋岩石圈；二是弧后盆地中先存大洋岩石圈的构造伸展与破裂，即“大洋裂陷作用（oceanic rifting）”。相比前者，大洋裂陷作用的详细过程目前仍知之甚少。现有模型通常将其简化为快速的、岩浆主导的过程，难以解释成熟弧后盆地中的非均质变形特征。大洋岩石圈的破裂是瞬时完成还是经历多阶段演化？岩浆与构造作用如何相互影响？板块边界重组与板内伸展如何协调？这些关键问题亟待解答。西菲律宾海盆同时保存了九州-帕劳海脊（KPR，古板块边界）与中央断裂带（CBF，废弃板内裂谷），是解答上述问题的理想天然实验室（图1）。

研究内容

海底科学与划界全国重点实验室海底演化与动力过程团队赵阳慧副研究员、丁巍伟研究员（共同通讯）联合法国斯特拉斯堡大学和中科院南海所等单位，将KPR与CBF视为统一的构造系统，综合利用新采集的横穿KPR地震反射数据及已发表的CBF地震与重力资料，系统重建了从区域变形到微板块形成的时序演化过程。研究发现，大洋岩石圈的破裂并非瞬时完成，而是经历了由约32 Ma太平洋板块运动学重组驱动的、从弥散变形到应力集中的多阶段裂陷过程（图2）。先存岩石圈结构（包括早期走滑断层和废弃洋中脊）控制了伸展变形的位置与几何形态。KPR最终成功裂解，形成新的微板块；而CBF东段虽继承了废弃洋中脊的有利条件，却未能实现完全的板块分离，成为废弃裂谷的典型实例。二者的对比揭示了板块边界重组与板内伸展的耦合关系，为理解微板块形成的控制因素提供了关键约束。

该研究揭示了大洋裂陷的多阶段演化机制，阐明了先存岩石圈薄弱带对裂陷初始位置与几何形态的控制作用，以及岩浆活动通过热弱化促进板块分离的机制，为理解俯冲背景下微板块的形成提供了新认识。

文章信息

研究成果发表于国际地学期刊《Earth-Science Reviews》，受国家自然科学基金、自然资源部第二海洋研究所科研业务费及浙江省科技创新领军人才项目资助。

文章信息：Yanghui Zhao*, Gianreto Manatschal, Jiangyang Zhang, Jingyan Zhao, Xiaodong Wei, Weiwei Ding*, Detailing Polyphase Oceanic Rifting Evolution and Consequences for Microplate Formation, Earth-Science Reviews, 2026: 105398.

图1西菲律宾海盆重力异常图及主要构造要素。灰线为主要断裂带；红/蓝线段为正/负磁异常；红色数字为磁异常解释年龄，黑色数字为基底火山岩年龄；粉色星号为CBF拖网样品位置及年龄。

图2 西菲律宾海盆与九州-帕劳海脊系统四阶段演化模式图。（A）阶段1：海沟-海沟-洋脊（TTR）三联点稳定存在，海盆近南北向扩张；（B）阶段2：太平洋板块斜向俯冲后撤引发KPR剪切变形，早期走滑断层与废弃洋中脊东段活化；（C）阶段3：俯冲持续后撤，应力集中形成北西-南东向新生裂谷（CBF），板内断裂向其汇聚；（D）阶段4：沿裂谷边界或残留走滑断层破裂，KPR裂解，完成板块分离。箭头示板块运动方向，虚线为废弃构造，实线为活动断层或裂谷。